廣播電視發(fā)射機(jī)房自動(dòng)化

文 特木日朝日格 代克榮

（1.內(nèi)蒙古廣播電影電視局通遼廣播發(fā)射中心臺(tái)；2.內(nèi)蒙古廣播電影電視局扎賚特775發(fā)射臺(tái)）

廣播電視發(fā)射臺(tái)是傳媒產(chǎn)業(yè)的重要業(yè)務(wù)部門，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，廣播電視發(fā)射機(jī)房管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化已成為各廣播電視發(fā)射臺(tái)的發(fā)展趨勢(shì)。只有這樣才能夠滿足現(xiàn)時(shí)代經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及人民的需求。文章主要針對(duì)新型發(fā)射機(jī)房自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行講解，了解放射房的優(yōu)點(diǎn)以及主要功能和實(shí)現(xiàn)途徑。

在“三網(wǎng)融合的新形勢(shì)下，廣播電視業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型是廣播電視事業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)，廣播電視發(fā)射機(jī)房采用的是采集數(shù)據(jù)、傳送信息以及過程控制的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，對(duì)廣播電視新聞具有較高的專業(yè)要求，為加強(qiáng)管理和控制效率，廣電界研發(fā)了發(fā)射機(jī)房的管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)管理系統(tǒng)自動(dòng)化，從而滿足聽眾需求。我國(guó)大部分的廣播電視發(fā)射機(jī)主要由上位機(jī)、軟件平臺(tái)、下位機(jī)以及網(wǎng)絡(luò)部分組成。經(jīng)過不斷的調(diào)查研究和詢問廣大電視同仁的經(jīng)驗(yàn)，了解廣播電視發(fā)射機(jī)房的基本原理，并分析了發(fā)射機(jī)房的設(shè)計(jì)理念。

廣播電視臺(tái)發(fā)射機(jī)房管理系統(tǒng)自動(dòng)化的原理

發(fā)射機(jī)同下位機(jī)選擇并聯(lián)方式，可實(shí)現(xiàn)同步上位機(jī)智能控制盒人工操作，監(jiān)控系統(tǒng)的人工操作指示記錄運(yùn)行數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，這樣就能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)發(fā)射機(jī)開關(guān)隨時(shí)監(jiān)視以及及時(shí)的控制，這樣一來(lái)就有利于隨時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢。除此之外，現(xiàn)場(chǎng)控制監(jiān)視數(shù)據(jù)，收集處理數(shù)據(jù)工作，主要包括控制開關(guān)量、越限模擬量與狀態(tài)量，對(duì)發(fā)射數(shù)據(jù)和通訊數(shù)據(jù)進(jìn)行管理與監(jiān)控，控制所有通訊主站開關(guān)機(jī)和分析處理故障。在現(xiàn)場(chǎng)控制中，發(fā)射機(jī)、下位機(jī)之間的自動(dòng)化運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了廣播電視系統(tǒng)的自動(dòng)化。

廣播電視發(fā)射機(jī)房管理系統(tǒng)自動(dòng)化的設(shè)計(jì)

1.下位機(jī)

下位機(jī)的體積較小，對(duì)抗干擾能力強(qiáng)，具有極高的可靠性，因此，廣泛應(yīng)用于廣播電視發(fā)射機(jī)房，邏輯編程結(jié)構(gòu)為梯形式，計(jì)算簡(jiǎn)便，有利于加強(qiáng)控制。可實(shí)現(xiàn)基本定時(shí)、邏輯控制、邏輯計(jì)算等功能，同時(shí)下位機(jī)還可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)位控制、數(shù)據(jù)控制以及過程控制。通過運(yùn)用多臺(tái)上位機(jī)的方式，可以備份上位機(jī)，這樣一來(lái)，就增加了整個(gè)過程的可靠性。除此之外，還可以提高通信的效率，從而使得整個(gè)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境得到明顯改善。下位機(jī)因其邏輯計(jì)算、抗干擾、數(shù)據(jù)控制等優(yōu)點(diǎn)，能夠促進(jìn)過程中安全、穩(wěn)定的實(shí)現(xiàn)。

為了提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性、安全性，管理系統(tǒng)運(yùn)用一臺(tái)下位機(jī)對(duì)一套節(jié)目進(jìn)行相應(yīng)的控制，在發(fā)射機(jī)接近的位置安裝下位機(jī)。從而，盡可能的，縮短下位機(jī)同發(fā)射機(jī)之間的連線，從而降低系統(tǒng)受發(fā)射機(jī)的磁場(chǎng)干擾。許多電視臺(tái)選擇使用西門子下位機(jī)，CPU模塊數(shù)為224，具有10點(diǎn)輸出、14點(diǎn)輸入等自帶開關(guān)量，模擬量模塊為EM231，通信選擇前置主站，采用兩臺(tái)以上上位機(jī)實(shí)現(xiàn)通信機(jī)通訊，將各上位機(jī)數(shù)據(jù)進(jìn)行冗余。具體的控制上位機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖1所示:

圖1 上位機(jī)控制結(jié)構(gòu)圖

2.上位機(jī)的組成

上位機(jī)就像是計(jì)算機(jī)的CPU一樣，它控制著整個(gè)管理系統(tǒng)，為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)工作的穩(wěn)定的安全，一般都會(huì)選用工控上位機(jī)進(jìn)行雙熱備份。這樣就能夠一定程度上保證兩臺(tái)上位機(jī)采集下位機(jī)的數(shù)據(jù)，利用上位機(jī)向下位機(jī)傳達(dá)指令。一旦系統(tǒng)發(fā)生故障，另外一臺(tái)上位機(jī)自動(dòng)切換進(jìn)行接管。這個(gè)系統(tǒng)由電腦、校時(shí)卡、網(wǎng)卡、局域網(wǎng)和顯示器這幾部分組成，計(jì)算機(jī)構(gòu)成結(jié)構(gòu)為:聲卡、電話語(yǔ)音卡、報(bào)警系統(tǒng)。上位機(jī)的結(jié)構(gòu)配置圖如圖2所示:

圖2 上位機(jī)結(jié)構(gòu)配置圖

3.網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

自動(dòng)化的管理系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為分層、集中管理，兩臺(tái)上位機(jī)、六臺(tái)下位機(jī)利用光端發(fā)射機(jī)和集線器，可以將數(shù)據(jù)信息送到局域網(wǎng)里，通過這樣的傳輸，就可以讓上位機(jī)和下位機(jī)之間的數(shù)據(jù)自由交換，通過這樣的方式還可以對(duì)本地?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行處理，達(dá)到降低通訊支出，保證數(shù)據(jù)安全的目的。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖3所示:

圖3 管理系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

4.軟件設(shè)置

通過運(yùn)用軟件，系統(tǒng)可以自動(dòng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分散與集中控制的控制，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)模塊化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)發(fā)射數(shù)據(jù)能夠得到擴(kuò)展的目的。許多電視臺(tái)下位機(jī)選擇西門子旗下的編程軟件，通過運(yùn)用底層編程模式來(lái)實(shí)現(xiàn)平臺(tái)開發(fā)，利用監(jiān)控程序?qū)崿F(xiàn)下載、輸出和輸入的功能。同時(shí)，設(shè)計(jì)軟件可配置硬件，合理設(shè)置測(cè)試、通信及參數(shù)，具有自動(dòng)化的診斷、編程功能。

系統(tǒng)的主要特點(diǎn)

1.安全性

自動(dòng)化控制系統(tǒng)利用光電子隔離技術(shù)連接發(fā)射機(jī)，分離了強(qiáng)電和弱點(diǎn)，確保人身、設(shè)備的安全。發(fā)射機(jī)控制器是一種獨(dú)立工作狀態(tài)，CPU由單片機(jī)做成，其內(nèi)部程序可抵觸病毒侵?jǐn)_，在控制臺(tái)、機(jī)柜可防止發(fā)射機(jī)控制器，作用I/O模塊進(jìn)行通信，匯總所采集的狀態(tài)數(shù)據(jù)，并傳輸至主控計(jì)算機(jī)。同時(shí)，發(fā)射機(jī)控制器能與計(jì)算機(jī)脫離進(jìn)行獨(dú)立工作，計(jì)算機(jī)即使被關(guān)閉，其故障開備機(jī)、定時(shí)開機(jī)、定時(shí)關(guān)機(jī)等功能也受到影響。控制系統(tǒng)的音頻與主機(jī)切換器發(fā)生故障時(shí)，或出現(xiàn)停電故障時(shí)，音頻切換器可切換至手動(dòng)模式，使音頻信號(hào)直通發(fā)射機(jī)，確保信號(hào)不被中斷。自動(dòng)化控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)手動(dòng)、自動(dòng)之間的切換，日常使用自動(dòng)化，故障時(shí)切換手動(dòng)操作，保證系統(tǒng)具有安全的運(yùn)行環(huán)境。

2.穩(wěn)定性

本系統(tǒng)選擇工控機(jī)進(jìn)行控制，全部線纜、線纜連接口均采用屏蔽線，確保系統(tǒng)完全屏蔽，防止發(fā)射臺(tái)受到強(qiáng)電磁干擾，控制系統(tǒng)不會(huì)改變發(fā)射機(jī)本身保護(hù)系統(tǒng)，確保發(fā)射機(jī)本身的獨(dú)立、完整的運(yùn)行，使系統(tǒng)復(fù)雜性明顯降低，確保系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

3.實(shí)用性

控制系統(tǒng)選擇模式化設(shè)計(jì)，具有靈活的配置，用戶按照設(shè)備、資金情況，選擇合適的功能模塊，控制系統(tǒng)只需要一部計(jì)算機(jī)主控，連接多臺(tái)發(fā)射機(jī)進(jìn)行控制。若發(fā)射機(jī)有所增添，按照新發(fā)射機(jī)參數(shù)、型號(hào)，增加相應(yīng)模塊進(jìn)行擴(kuò)展，即可實(shí)現(xiàn)控制。

廣播電視發(fā)射機(jī)房自動(dòng)化管理系統(tǒng)的主要功能

1.自動(dòng)控制功能

在發(fā)射機(jī)管理系統(tǒng)中，自動(dòng)控制功能主要包含三種:其一，自動(dòng)開關(guān)機(jī)。設(shè)置發(fā)射機(jī)開關(guān)機(jī)時(shí)間，實(shí)現(xiàn)按時(shí)開機(jī)與關(guān)機(jī)，每日可以設(shè)置三次開機(jī)與關(guān)機(jī)時(shí)間。其二，自動(dòng)倒備用。其三，輸入信號(hào)的自動(dòng)切換。可實(shí)現(xiàn)兩路輸入信號(hào)之間的控制切換，若其中一路出現(xiàn)故障，可自動(dòng)切換至另一路。

2.自動(dòng)管理功能

2.1 故障記錄

對(duì)運(yùn)行過程中出現(xiàn)的故障進(jìn)行及時(shí)報(bào)警，并自動(dòng)做好記錄，以利于維修人員掌握運(yùn)行狀況，解決隱患。

2.2 停播記錄

發(fā)射機(jī)若發(fā)生無(wú)音頻和無(wú)載波故障，系統(tǒng)可立即報(bào)警，同時(shí)記錄停播時(shí)間。

2.3 查詢記錄

自動(dòng)化系統(tǒng)可詳細(xì)記錄歷史數(shù)據(jù)，方便工作人員查詢發(fā)射機(jī)的工作狀態(tài)變化、報(bào)警記錄。

2.4 報(bào)表

根據(jù)用戶所要求的格式，進(jìn)行表樣設(shè)計(jì)，自動(dòng)生成周、月、季和年報(bào)表。

2.5 監(jiān)聽、監(jiān)看發(fā)射機(jī)的錄音功能

利用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)看，監(jiān)聽的輸入、輸出切換，及時(shí)對(duì)音頻信號(hào)自動(dòng)錄音。

廣播電視發(fā)射機(jī)房自動(dòng)化系統(tǒng)的具體實(shí)現(xiàn)

1.發(fā)射臺(tái)前段

各個(gè)發(fā)射臺(tái)的前端值守均采用無(wú)人模式設(shè)計(jì)，系統(tǒng)可自動(dòng)切換信號(hào)源，實(shí)現(xiàn)發(fā)射機(jī)的自動(dòng)控制，自動(dòng)報(bào)警、檢測(cè)信號(hào)，自動(dòng)監(jiān)控、報(bào)警發(fā)射機(jī)環(huán)境，各個(gè)模塊之間是相互獨(dú)立的，同時(shí)又能無(wú)縫融入管理系統(tǒng)平臺(tái)，達(dá)到統(tǒng)一監(jiān)控、聯(lián)動(dòng)報(bào)警和協(xié)調(diào)調(diào)度等功能，管理系統(tǒng)主要分為兩個(gè)部分。監(jiān)測(cè)部分、控制部分。

1.1 監(jiān)測(cè)部分

具體的監(jiān)測(cè)過程主要分為光線、切換器、發(fā)射機(jī)、發(fā)射天線、監(jiān)控主機(jī)、監(jiān)測(cè)錄像機(jī)、監(jiān)測(cè)接收天線構(gòu)成。具體如圖4所示:

圖4 發(fā)射機(jī)房自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)測(cè)過程

同時(shí)，工作人員也可以手動(dòng)確定采用信號(hào)源。待信號(hào)源傳輸至發(fā)射機(jī)后，發(fā)射天線送出節(jié)目，一路監(jiān)測(cè)信號(hào)將返回至末級(jí)，發(fā)射機(jī)節(jié)目送回至監(jiān)測(cè)錄像機(jī)，確保節(jié)目存儲(chǔ)。監(jiān)測(cè)錄像機(jī)通過監(jiān)測(cè)主機(jī)、網(wǎng)絡(luò)連接切換器，使監(jiān)測(cè)主機(jī)通過軟件實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)查看信源技術(shù)指標(biāo)，監(jiān)測(cè)接收天線、末級(jí)接收的場(chǎng)強(qiáng)值和畫面質(zhì)量。

1.2 控制部分

發(fā)射機(jī)憑借采樣模塊實(shí)現(xiàn)采樣，發(fā)射機(jī)控制接口通過采樣模塊連接監(jiān)測(cè)主機(jī)，實(shí)時(shí)采集顯示返回?cái)?shù)，利用回?cái)?shù)監(jiān)測(cè)主機(jī)進(jìn)行功率曲線繪制，我們可以看到該發(fā)射機(jī)的調(diào)制度、入射功率和發(fā)射功率，進(jìn)而判斷該發(fā)動(dòng)機(jī)是否滿“功率、調(diào)制度和時(shí)間”。按照發(fā)射機(jī)返回指標(biāo)，通過遠(yuǎn)程控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)發(fā)射機(jī)控制，利用控制模塊、發(fā)射機(jī)協(xié)議，控制機(jī)可使發(fā)射機(jī)和監(jiān)測(cè)主機(jī)進(jìn)行對(duì)話。通過遠(yuǎn)程控制終端，可對(duì)監(jiān)測(cè)主機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，利用軟件設(shè)置當(dāng)?shù)乇豢匕l(fā)射機(jī)的調(diào)制度、運(yùn)行參數(shù)、信號(hào)源切換、開關(guān)機(jī)、輸出功率等操作。

2.安全播出調(diào)度指揮中心

安全播出調(diào)度指揮中心可采用地圖式的網(wǎng)絡(luò)管理模式，直觀了解發(fā)射機(jī)工作狀態(tài)、分布的情況，結(jié)構(gòu)為模塊化、分層化結(jié)構(gòu)，以利于升級(jí)擴(kuò)容，利用瀏覽器技術(shù)，具有界面良好、維護(hù)方便、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，形成一個(gè)人機(jī)界面，有利于用戶的操作管理。所有發(fā)射機(jī)的音頻信號(hào)源、前端發(fā)射機(jī)、UPS和激勵(lì)器均可提供圖形、列表等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。

總結(jié)

廣播電視發(fā)射機(jī)房計(jì)算機(jī)自動(dòng)化管理系統(tǒng)具備穩(wěn)定可靠?jī)?yōu)點(diǎn)、同時(shí)它還具備可擴(kuò)展性、通用性、先進(jìn)性、實(shí)時(shí)性、易操作性、自動(dòng)化性以及安全性等特性，這些特性都在正常的工作中發(fā)揮重要的作用。有利于確保數(shù)據(jù)輸入時(shí)和輸出時(shí)的安全；有利于在系統(tǒng)的出現(xiàn)故障的時(shí)候提供報(bào)警信號(hào)；有利于數(shù)據(jù)更好的保存和查詢。綜上所述，實(shí)現(xiàn)我國(guó)廣播電視發(fā)射機(jī)房計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)自動(dòng)化，是科技進(jìn)步的產(chǎn)物，是每個(gè)廣播電視臺(tái)創(chuàng)新發(fā)展的必然趨勢(shì)。廣播電視發(fā)射機(jī)房管理系統(tǒng)自動(dòng)化，勢(shì)必在整個(gè)行業(yè)內(nèi)，廣泛地推廣開來(lái)。■